I ricercatori dell'Università del Colorado Boulder hanno sviluppato un nuovo approccio alla progettazione di edifici più sostenibili con l'aiuto di alcuni dei più piccoli appaltatori in circolazione.

In uno studio che apparirà il 15 gennaio sulla rivista Questione , l'ingegnere Wil Srubar e i suoi colleghi descrivono la loro strategia per utilizzare i batteri per sviluppare materiali da costruzione che vivono e si moltiplicano e potrebbero fornire una minore impronta di carbonio, avviare.

"Utilizziamo già materiali biologici nei nostri edifici, come il legno, ma quei materiali non sono più vivi" disse Srubar, un assistente professore presso il Dipartimento di Civile, Ingegneria dell'Ambiente e dell'Architettura (CEAE). "Ci stiamo chiedendo:perché non possiamo tenerli in vita e fare in modo che la biologia faccia qualcosa di benefico, pure?"

Non puoi ancora acquistare questi microrganismi trasformati in mattoni presso il tuo Home Depot locale. Ma i ricercatori affermano che la loro capacità di mantenere in vita i loro batteri con un alto tasso di successo mostra che gli edifici viventi potrebbero non essere troppo lontani in futuro.

Tali strutture potrebbero, un giorno, guarire le proprie crepe, aspira le tossine pericolose dall'aria o addirittura si illuminano a comando.

"Il cielo è il limite della nostra creatività, " ha detto Sruba.

Lo stesso potrebbe non essere vero per i materiali da costruzione odierni più simili a cadaveri, che secondo lui può essere costoso e inquinante da produrre:produrre solo il cemento e il calcestruzzo necessari per le strade, ponti, grattacieli e altre strutture generano quasi il 6% delle emissioni annuali mondiali di anidride carbonica.

La soluzione di Srubar:assumere dei batteri.

In particolare, lui ei suoi colleghi hanno sperimentato con cianobatteri appartenenti al genere Synechococcus. Nelle giuste condizioni, questi microbi verdi assorbono l'anidride carbonica per aiutarli a crescere e produrre carbonato di calcio, l'ingrediente principale del calcare e, si scopre, cemento.

Per iniziare il processo di fabbricazione, i ricercatori inoculano colonie di cianobatteri in una soluzione di sabbia e gelatina. Con i giusti accorgimenti, il carbonato di calcio sfornato dai microbi mineralizza la gelatina che lega insieme la sabbia e, presto, un mattone.

"È un po' come preparare delizie croccanti di riso in cui si indurisce il marshmallow aggiungendo piccoli pezzi di particelle dure, " ha detto Sruba.

Come bonus aggiuntivo, tali mattoni rimuoverebbero effettivamente l'anidride carbonica dall'aria, non pomparlo indietro.

sono resistenti, pure. Nel nuovo studio, il team ha scoperto che in una serie di condizioni di umidità, hanno circa la stessa forza della malta usata oggi dagli appaltatori.

"Puoi calpestarla, e non si romperà, " Egli ha detto.

I ricercatori hanno anche scoperto che potevano riprodurre il loro materiale. Taglia uno di questi mattoni a metà, e ciascuna delle metà è in grado di crescere in un nuovo mattone.

Quei nuovi mattoni sono resistenti:secondo i calcoli del gruppo, circa il 9-14% delle colonie batteriche nei loro materiali era ancora vivo dopo 30 giorni e tre diverse generazioni in forma di mattone. Batteri aggiunti al calcestruzzo per sviluppare materiali autoriparanti, in contrasto, tendono ad avere tassi di sopravvivenza inferiori all'1%.

"Sappiamo che i batteri crescono a un ritmo esponenziale, " ha detto Srubar. "Questo è diverso da come noi, dire, Stampa in 3D un blocco o lancia un mattone. Se possiamo coltivare biologicamente i nostri materiali, allora possiamo produrre su scala esponenziale."

Nota che c'è molto lavoro da fare prima che ciò accada. I cianobatteri della squadra, Per esempio, hanno bisogno di condizioni umide per sopravvivere, qualcosa che non è possibile nelle regioni più aride del mondo. Quindi lui e il suo team stanno lavorando per progettare microbi più resistenti all'essiccamento in modo che rimangano vivi e funzionali.

Ma le possibilità sono grandi. Srubar immagina un futuro in cui i fornitori potrebbero spedire sacchi pieni di ingredienti essiccati per produrre materiali da costruzione viventi. Basta aggiungere acqua, e le persone sul posto potrebbero iniziare a crescere e modellare le proprie case microbiche.

"La natura ha capito come fare molte cose in modo intelligente ed efficiente, " ha detto Srubar. "Dobbiamo solo prestare più attenzione."